本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种改性沸石的制备方法及其应用。
背景技术
自然界目前已发现的沸石有80多种，且储量较高，我国仅河北地区储量在20亿吨以上、浙江产量也较为丰富。沸石的晶体结构主要是有硅氧四面体连城的三维格架，格架中有各种大小不同的空穴和通道，具有离子吸附和交换的性质。晶格中不同的空腔可以过滤或吸附直径大小不同的分子。实验室中，沸石常用于防暴沸处理，工业上常将其作为分子筛，以达到净化或分离混合成分的物质，用于气体分离、是有净化、处理工业污染等方面。
在实际应用中经常采用酸、碱、盐改性，高温灼烧、有机物、稀土负载改性，使得空间位阻变小、内扩散加快、交换容量加大，改善硅铝比，提高比表面积。但是，上述常用的改性方法时间较长、且需要较复杂的原材料。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种改性沸石的制备方法，该方法原料简单，成本低廉，制备方法简单、易操作，便于大工业生产。采用该方法制备的改性沸石用于污水处理，可显著降低废水中的氨氮含量。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
(一)一种改性沸石的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将沸石用水冲洗干净，烘干，备用；
步骤2，取烘干后的沸石和氢氧化钠粉末，混合均匀，煅烧，冷却，研磨，得混合粉末；
步骤3，向研磨后的混合粉末中加水，密封搅拌，超声，得混合液；
步骤4，将所述混合液抽滤，得抽滤产物，并用水洗涤所述抽滤产物至中性后，烘干、研磨，即得改性沸石。
本发明的特点和的进一步改进在于：
优选的，步骤1中，所述沸石为斜发沸石。
优选的，步骤1中，所述沸石的粒径为50-70目。
优选的，步骤1中，所述烘干的温度为60-80℃，所述烘干的时间为1-2h。
优选的，步骤2中，所述沸石和所述氢氧化钠粉末的质量比为1:0.5～1:3。
优选的，步骤2中，所述煅烧的温度为600-800℃，所述煅烧的时间为2-3h。
优选的，步骤3中，所述研磨后的混合粉末与所述水的质量比为1:10～1:20。
优选的，步骤3中，所述密封搅拌为在室温下磁力搅拌10-12h。
优选的，步骤3中，所述超声的频率为50khz，所述超声的时间为1-2h。
(二)上述改性沸石在处理污水中的应用。
特别用于处理氨氮含量大于10mg/l的污水。
优选的，所述改性沸石和所述污水的质量比例为0.5-10g/l。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的改性沸石的制备方法仅以氢氧化钠作为改性原料，通过物理改性的方法达到沸石改性的目的，原料简单，成本低廉，制备方法简单、易操作，便于大工业生产。并且，采用本发明的方法制备的改性沸石用于污水处理，可显著降低废水中的氨氮含量。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
实施例1
改性沸石的制备方法，按照以下步骤进行：
步骤1，取70目的斜发沸石，用水冲洗干净，60℃烘干2h，备用；
步骤2，按质量比1:3取烘干后的沸石和氢氧化钠粉末，混合均匀，并在700℃下煅烧2.5h，冷却至室温，研磨均匀，得混合粉末；
步骤3，向研磨后的混合粉末中加水，加入的水的质量与研磨后的混合粉末的质量比为1:10，密封，并在室温下磁力搅拌11h，然后再在50khz的频率下超声1.5h，得混合液；
步骤4，将所述混合液抽滤，得抽滤产物，并用水洗涤所述抽滤产物至中性后，烘干、研磨均匀，即得改性沸石。
实施例2
改性沸石的制备方法，按照以下步骤进行：
步骤1，取60目的斜发沸石，用水冲洗干净，80℃烘干1h，备用；
步骤2，按质量比1:1.5取烘干后的沸石和氢氧化钠粉末，混合均匀，并在600℃下煅烧3h，冷却至室温，研磨均匀，得混合粉末；
步骤3，向研磨后的混合粉末中加水，加入的水的质量与研磨后的混合粉末的质量比为1:15，密封，并在室温下磁力搅拌10h，然后再在50khz的频率下超声2h，得混合液；
步骤4，将所述混合液抽滤，得抽滤产物，并用水洗涤所述抽滤产物至中性后，烘干、研磨均匀，即得改性沸石。
实施例3
改性沸石的制备方法，按照以下步骤进行：
步骤1，取80目的斜发沸石，用水冲洗干净，70℃烘干2h，备用；
步骤2，按质量比1:0.5取烘干后的沸石和氢氧化钠粉末，混合均匀，并在800℃下煅烧2h，冷却至室温，研磨均匀，得混合粉末；
步骤3，向研磨后的混合粉末中加水，加入的水的质量与研磨后的混合粉末的质量比为1:20，密封，并在室温下磁力搅拌12h，然后再在50khz的频率下超声1h，得混合液；
步骤4，将所述混合液抽滤，得抽滤产物，并用水洗涤所述抽滤产物至中性后，烘干、研磨均匀，即得改性沸石。
实施例4
将上述实施例2制备得到的改性沸石用于处理生活污水，生活污水来源于陕西某电厂，采用hj535-2009《水中氨氮的测定》标准方法测得生活污水中的氨氮(nh4+-n)为20.45mg/l。
移取上述生活污水300ml于500ml烧杯中，加入0.45g改性沸石，用磁力搅拌器搅拌2h后，抽滤，按照hj535-2009《水中氨氮的测定》标准方法测得的氨氮(nh4+-n)为1.64mg/l，氨氮去除率为92.0％。
对比例1
采用天然沸石用于处理生活污水，生活污水来源于陕西某电厂，采用hj535-2009《水中氨氮的测定》标准方法测得生活污水中的氨氮(nh4+-n)为20.45mg/l。
移取上述生活污水300ml于500ml烧杯中，加入0.45g天然沸石，用磁力搅拌器搅拌2h后，抽滤，按照hj535-2009《水中氨氮的测定》标准方法测得的氨氮(nh4+-n)为4.56mg/l，氨氮去除率为77.7％。
由实施例4和对比例1对比可知，采用本发明的改性沸石可明显降低生活污水中氨氮的含量。
实施例5
将上述实施例2制备得到的改性沸石用于处理电厂总排水，电厂总排水来源于陕西某电厂总排口出水，采用hj535-2009《水中氨氮的测定》标准方法测得的氨氮(nh4+-n)为10.21mg/l。
移取总排水300ml于500ml烧杯中，加入0.45g改性沸石，用磁力搅拌器搅拌2h后，抽滤，按照hj535-2009《水中氨氮的测定》标准方法测得的氨氮(nh4+-n)为1.20mg/l，氨氮去除率为88.2％。
对比例2
采用天然沸石用于处理电厂总排水，电厂总排水来源于陕西某电厂总排口出水，采用hj535-2009《水中氨氮的测定》标准方法测得的氨氮(nh4+-n)为10.21mg/l。
移取总排水300ml于500ml烧杯中，加入0.45g天然沸石，用磁力搅拌器搅拌2h后，抽滤，按照hj535-2009《水中氨氮的测定》标准方法测得的氨氮(nh4+-n)为4.12mg/l，氨氮去除率为59.6％。
由实施例5和对比例2对比可知，采用本发明的改性沸石可明显降低电厂总排水中氨氮的含量。
将上述实施例1和实施例3制备的改性沸石用于处理氨氮含量大于10mg/l的生活污水或者电厂总排水，同样可以达到显著降低水中氨氮含量的目的。
本发明的改性沸石的制备方法采用物理改性，简单易操作，原料仅为工业无机碱氢氧化钠，成本低廉且易获取，无需耗费复杂其含有重金属的原料；
并且，由于天然沸石是一种含水的碱金属/碱土金属的硅铝酸盐，是由硅氧四面体和铝氧四面体组成。其中存在游离水、结合水、高温易分解杂质(如：caco3)，因此利用氢氧化钠粉末以及高温焙烧、超声等操作可有效去除天然沸石中的水和杂质，降低空间位阻，提高比表面积，进而实现改性沸石可高效降低水中氨氮含量的目的。
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。